ANSYS总体特点文档资料

《ANSYS总体特点文档资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ANSYS总体特点文档资料（95页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、R RNo BoundariesNo BoundariesANSYS ANSYS 基本基本功能与特点功能与特点Dr. Zong ZhouhongDr. Zong ZhouhongSchool of Civil Engineering and ArchitecturesSchool of Civil Engineering and ArchitecturesFuzhou University, P.R.ChinaFuzhou University, P.R.China(http:/http:/) R RNo BoundariesNo Boundaries ANSYS ANSYS ANSYSANS

2、YS: : 大型大型 通用通用 有限元分析有限元分析 商业商业 标准软件标准软件三大主要特点三大主要特点 功能强大的前后处理功能功能强大的前后处理功能( (几何模型的建立、精确的网格划几何模型的建立、精确的网格划分、直观可视化的后处理）分、直观可视化的后处理） 强大而广泛的分析功能强大而广泛的分析功能( (结构、热、流体、电磁、声结构、热、流体、电磁、声 学等多种物理场及多场相互耦合的线性学等多种物理场及多场相互耦合的线性, ,适用于各种工业技术适用于各种工业技术 领域）领域） 易学易用的开放体系易学易用的开放体系（界面友好、数据库统一、多平台支持、（界面友好、数据库统一、多平台支持、网络浮动

3、、网络浮动、CADCAD接口、高效可靠求解器等接口、高效可靠求解器等） R RNo BoundariesNo Boundaries实体建模实体建模ANSYS体元：点、线孤、圆、矩形、块、 球、锥、柱、环等。布尔运算：将搭好的体元雕刻成你想 要的实体模型，典型布尔 运算有：加、减、粘、切、 叠等。前前 后后 处处 理理R RNo BoundariesNo Boundaries高级操作： 样条：拟合给定的一系列点或位置生成一条曲线 蒙皮：拟合给定的一系列曲线生成一个曲面 拖拉：延着给定的路径拖拉一点、线或面生成一线、面或体 旋转：一点、线、面绕着指定轴旋转生成一线、面、体 延长：将曲线的一端在其切

4、线方向向外伸长 拷贝、移动和镜面拷贝 倒角：线倒角、面倒角实实实实 体体体体 建建建建 模模模模R RNo BoundariesNo Boundaries网格划分之一：网格划分之一：智能网格划分智能网格划分多种分网算法，可设定多种分网算法，可设定1010个级别的网格密度个级别的网格密度网格划分网格划分网格划分网格划分R RNo BoundariesNo Boundaries网格划分之二：网格划分之二：映射网格划分映射网格划分（多种划分方式：任意多边形、任意多面体；可一（多种划分方式：任意多边形、任意多面体；可一 一对应、也可不一一对应、也可不一 一对应）一对应）网格划分网格划分网格划分网格划分

5、R RNo BoundariesNo Boundaries网格划分之三：网格划分之三：复杂几何体自由拖拉生成规整网格复杂几何体自由拖拉生成规整网格网格划分网格划分网格划分网格划分R RNo BoundariesNo Boundaries网格划分之四：网格划分之四：层网格划分层网格划分（用于流体附面层和电磁集肤效应边界）网格划分网格划分网格划分网格划分R RNo BoundariesNo Boundaries网格划分之五：网格划分之五：局部细化局部细化二维细化（无三角形过渡单元）二维细化（无三角形过渡单元）三维细化三维细化网格划分网格划分网格划分网格划分R RNo BoundariesNo Bo

6、undaries网格划分之六：网格划分之六：强大的梁单元功能强大的梁单元功能 多种截面形状多种截面形状 任意的偏置处理任意的偏置处理偏置的偏置的梁单元梁单元壳单元壳单元 以实体模型的形式显示结果以实体模型的形式显示结果用户自定义用户自定义截面形状截面形状后处理：弯矩图后处理：弯矩图网格划分网格划分网格划分网格划分R RNo BoundariesNo Boundaries后处理后处理 多种动画显示多种动画显示 文字注解文字注解 图形处理图形处理 各种结果量的等值图各种结果量的等值图 各种结果量的向量图各种结果量的向量图 粒子轨迹图粒子轨迹图 直接在模型上查询任何结果直接在模型上查询任何结果 路径

7、结果及运算路径结果及运算 梁的剪力图和弯矩图梁的剪力图和弯矩图 多窗口局部放大多窗口局部放大 BMP、TIFF、PS、HPGL、 WMF、EMF等多种图形输出等多种图形输出 格式格式 结果数据的详细列表结果数据的详细列表 结果数据排序结果数据排序 结果数据计算与组合结果数据计算与组合数据处理数据处理后处理工具后处理工具: :后处理后处理后处理后处理R RNo BoundariesNo Boundaries ANSYS ANSYS ANSYSANSYS: : 大型大型 通用通用 有限元分析有限元分析 商业商业 标准软件标准软件三大主要特点三大主要特点 功能强大的前后处理功能功能强大的前后处理功能

8、( (几何模型的建立、精确的网格划几何模型的建立、精确的网格划分、直观可视化的后处理）分、直观可视化的后处理） 强大而广泛的分析功能强大而广泛的分析功能( (结构、热、流体、电磁、声结构、热、流体、电磁、声 学等多种物理场及多场相互耦合的线性学等多种物理场及多场相互耦合的线性, ,适用于各种工业技术适用于各种工业技术 领域）领域） 易学易用的开放体系易学易用的开放体系（界面友好、数据库统一、多平台支持、（界面友好、数据库统一、多平台支持、网络浮动、网络浮动、CADCAD接口、高效可靠求解器等接口、高效可靠求解器等） R RNo BoundariesNo Boundaries 结构 电磁 耦合场

9、 ANSYS/隐式 系列 热学 流体 特殊功能ANSYS/显式 系列 ANSYS/LS-DYNAANSYS/LS-DYNAR RNo BoundariesNo Boundaries结结 构构 线性与非线性线性与非线性 静态与动态静态与动态 特殊功能特殊功能ANSYS/隐式 系列R RNo BoundariesNo Boundaries 线 性结 构 小变形 小应变 材料特性固定 边界状态不变化 无刚化或软化效应R RNo BoundariesNo Boundaries结 构 单元非线性 几何非线性 材料非线性结构分析的重点和难点在于非线性ANSYS具有强大的非线性能力R RNo Boundar

10、iesNo Boundaries几几 何何 非非 线线 性性大变形大变形大应变大应变应力强化应力强化旋转软化旋转软化曲屈分析曲屈分析结 构非线性R RNo BoundariesNo Boundaries材材 料料 非非 线线 性性弹弹 塑塑 性：性：双线性随动硬化、双线性各向同性硬化、多线性随双线性随动硬化、双线性各向同性硬化、多线性随 动硬化、多线性各向同性硬化、非均匀各向异性、动硬化、多线性各向同性硬化、非均匀各向异性、 速率相关塑性（速率相关塑性（ANANDANAND），与温度相关塑性（热塑性），与温度相关塑性（热塑性） 非非 线线 性性 弹弹 性：性：分段线性弹性分段线性弹性超超 弹弹

11、 性：性：各种橡胶类、泡沫类各种橡胶类、泡沫类材料材料粘粘 弹弹 性：性：各种玻璃类、塑料类材料各种玻璃类、塑料类材料粘粘 塑塑 性性 ：高温金属高温金属蠕蠕 变：变：数十种蠕变模型数十种蠕变模型, ,显示显示& &隐式隐式膨胀：膨胀：核材料（中子轰击发生膨胀）核材料（中子轰击发生膨胀）岩土、混凝土材料：岩土、混凝土材料：DPDP材料、材料、Mohr-CoulombMohr-Coulomb准则准则特殊材料特殊材料 : : 多种材料模型的混合与交替使用多种材料模型的混合与交替使用结 构非线性R RNo BoundariesNo Boundaries单单 元元 非非 线线 性性自动接触处理：自动接

12、触处理：点对点接触、点对地接触、点对面接触、点对点接触、点对地接触、点对面接触、 刚对柔面面接触、刚对柔面面接触、柔对柔面面接触、柔对柔面面接触、热接触、热接触、 自动单面接触、刚体接触、固联失效接触、自动单面接触、刚体接触、固联失效接触、 固联接触、侵蚀接触、单边接触固联接触、侵蚀接触、单边接触材料高度非线性单元：材料高度非线性单元：粘弹性专用单元、粘塑性专用单元粘弹性专用单元、粘塑性专用单元钢筋混凝土单元：钢筋混凝土单元：任意布置加强钢筋、可计算和图形显示开裂情况任意布置加强钢筋、可计算和图形显示开裂情况特殊非线性单元：特殊非线性单元：布效应膜壳单元；大变形、大旋转壳单元、单拉布效应膜壳单

13、元；大变形、大旋转壳单元、单拉( (索单元索单元) )单压单压( (支撑杆支撑杆) )、单积分点单元单积分点单元(B-Bar )(B-Bar )、螺、螺栓单元栓单元非线性联接单元：非线性联接单元：3D3D空间万向联接单元、非线性拉扭弹簧阻尼空间万向联接单元、非线性拉扭弹簧阻尼器、开关控制单元（模拟摩擦离合器等）、间器、开关控制单元（模拟摩擦离合器等）、间隙单元隙单元结 构非线性R RNo BoundariesNo Boundaries非线性求解过程的自动控制技术非线性求解过程的自动控制技术 1 1 凝聚了凝聚了ANSYSANSYS数十年在非线性分析领域的成功经验数十年在非线性分析领域的成功经验

14、 2 2 用户对于非线性静力或非线性动力学问题无须自己定义诸用户对于非线性静力或非线性动力学问题无须自己定义诸 如迭代方法、时间增量控制、时间积分参数等如迭代方法、时间增量控制、时间积分参数等 3 ANSYS 3 ANSYS采用固化在程序内部的采用固化在程序内部的专家系统专家系统，自动根据所求解，自动根据所求解 的问题类型来选用所有的非线性和动力求解参数的问题类型来选用所有的非线性和动力求解参数 4 4 对绝大多数非线性问题可对绝大多数非线性问题可轻易地收敛轻易地收敛到最终解到最终解 5 5 极大地节省了用户的探索时间和问题的求解时间极大地节省了用户的探索时间和问题的求解时间结 构非线性R R

15、No BoundariesNo Boundaries结 构 线性与非线性 静态与动态 特殊功能R RNo BoundariesNo Boundaries结 构 静止、匀速、 无惯性力 材料特性和边界状态 不随时间变化静 态R RNo BoundariesNo Boundaries模态分析：固有频率、复模态（有阻尼）。瞬态分析：材料特性、边界状态是时间的任意函数（可描述）。谐 响 应：边界状态是时间正弦函数，常用于研究共振问题。谱 分 析：边界状态与时间的关系描述复杂，转化为边界 状态与频率的简单关系来研究问题。（地震分析； 海浪对船体及内部结构的激励）随机振动：边界状态与时间的关系随机，利用概

16、率统计的 方法研究结构响应达到某状态的概率。常用于 研究结构高周疲劳。动 力 学结 构R RNo BoundariesNo Boundaries鳌峰洲大桥动力特性计算 预应力混凝土连续梁8跨（45.45+6*70+45.45m)R RNo BoundariesNo Boundaries实测振型和计算振型比较（竖向）竖向竖向竖向竖向1 1 1 1阶计算振型阶计算振型阶计算振型阶计算振型( ( ( (平面平面平面平面) ) ) )竖向竖向竖向竖向1 1 1 1阶实测振型阶实测振型阶实测振型阶实测振型( ( ( (平面平面平面平面) ) ) ) 竖向竖向竖向竖向1 1 1 1阶计算振型（空间）阶计算

17、振型（空间）阶计算振型（空间）阶计算振型（空间）竖向竖向竖向竖向1 1 1 1阶实测振型（空间）阶实测振型（空间）阶实测振型（空间）阶实测振型（空间）R RNo BoundariesNo Boundaries竖向竖向竖向竖向2 2 2 2阶计算振型阶计算振型阶计算振型阶计算振型( ( ( (平面平面平面平面) ) ) ) 竖向竖向竖向竖向2 2 2 2阶实测振型阶实测振型阶实测振型阶实测振型( ( ( (平面平面平面平面) ) ) ) 竖向竖向竖向竖向2 2 2 2阶计算振型（空间）阶计算振型（空间）阶计算振型（空间）阶计算振型（空间） 竖向竖向竖向竖向2 2 2 2阶实测振型（空间）阶实测振

18、型（空间）阶实测振型（空间）阶实测振型（空间） R RNo BoundariesNo Boundaries 竖向竖向竖向竖向3 3 3 3阶计算振型阶计算振型阶计算振型阶计算振型( ( ( (平面平面平面平面) ) ) ) 竖向竖向竖向竖向3 3 3 3阶实测振型阶实测振型阶实测振型阶实测振型( ( ( (平面平面平面平面) ) ) ) 竖向竖向竖向竖向3 3 3 3阶计算振型（空间）阶计算振型（空间）阶计算振型（空间）阶计算振型（空间） 竖向竖向3 3阶实测振型（空间）阶实测振型（空间） R RNo BoundariesNo Boundaries竖向竖向竖向竖向4 4 4 4阶计算振型阶计算

19、振型阶计算振型阶计算振型( ( ( (平面平面平面平面) ) ) ) 竖向竖向竖向竖向4 4 4 4阶实测振型阶实测振型阶实测振型阶实测振型( ( ( (平面平面平面平面) ) ) ) 竖向竖向竖向竖向4 4 4 4阶计算振型（空间）阶计算振型（空间）阶计算振型（空间）阶计算振型（空间） 竖向竖向竖向竖向4 4 4 4阶实测振型（空间）阶实测振型（空间）阶实测振型（空间）阶实测振型（空间） R RNo BoundariesNo Boundaries竖向竖向竖向竖向5 5 5 5阶计算振型阶计算振型阶计算振型阶计算振型( ( ( (平面平面平面平面) ) ) ) 竖向竖向竖向竖向5 5 5 5阶

20、实测振型阶实测振型阶实测振型阶实测振型( ( ( (平面平面平面平面) ) ) ) 竖向竖向竖向竖向5 5 5 5阶计算振型（空间）阶计算振型（空间）阶计算振型（空间）阶计算振型（空间） 竖向竖向5 5阶实测振型（空间）阶实测振型（空间） R RNo BoundariesNo Boundaries实测振型和计算振型比较（横向）实测第实测第1 1阶横向振型阶横向振型 计算第计算第计算第计算第1 1 1 1阶横向振型阶横向振型阶横向振型阶横向振型 R RNo BoundariesNo Boundaries实测振型和计算振型比较（横向）实测第实测第2 2阶横向振型阶横向振型 计算第计算第计算第计算第

21、2 2 2 2阶横向振型阶横向振型阶横向振型阶横向振型 R RNo BoundariesNo Boundaries实测振型和计算振型比较（横向）实测第实测第3 3阶横向振型阶横向振型 计算第计算第计算第计算第3 3 3 3阶横向振型阶横向振型阶横向振型阶横向振型 R RNo BoundariesNo Boundaries实测振型和计算振型比较（横向）实测第实测第4 4阶横向振型阶横向振型 计算第计算第计算第计算第4 4 4 4阶横向振型阶横向振型阶横向振型阶横向振型 R RNo BoundariesNo Boundaries实测振型和计算振型比较（纵向）实测第实测第实测第实测第1 1 1 1阶

22、纵向振型阶纵向振型阶纵向振型阶纵向振型 计算第计算第计算第计算第1 1 1 1阶纵向振型阶纵向振型阶纵向振型阶纵向振型 实测第实测第实测第实测第2 2 2 2阶纵向振型阶纵向振型阶纵向振型阶纵向振型 计算第计算第计算第计算第2 2 2 2阶纵向振型阶纵向振型阶纵向振型阶纵向振型 R RNo BoundariesNo Boundaries青海西宁北川河钢管混凝土拱桥R RNo BoundariesNo Boundaries模态振型 试验结果试验结果 计算结果计算结果 试验结果试验结果 计算结果计算结果 一阶竖向弯曲一阶竖向弯曲 二阶竖向弯曲二阶竖向弯曲R RNo BoundariesNo Bou

23、ndaries模态振型 试验结果试验结果 计算结果计算结果 计算结果计算结果 试验结果试验结果 三阶竖向弯曲三阶竖向弯曲 四阶竖向弯曲四阶竖向弯曲R RNo BoundariesNo Boundaries模态振型（扭转）模态振型（横向）模态振型（横向）FEMFEMFEMFEMSSISSISSISSIFEMFEMFEMFEMSSISSISSISSIR RNo BoundariesNo Boundaries三县洲闽江大桥R RNo BoundariesNo Boundaries第1阶竖向弯曲f = 0.442（实测）f = 0.440（计算）R RNo BoundariesNo Boundarie

24、s第2阶竖向弯曲f = 0.848（实测）f = 0.812（计算）R RNo BoundariesNo Boundaries第3阶竖向弯曲f = 1.387（实测）f = 1.252（计算）R RNo BoundariesNo Boundaries 第4阶竖向弯曲f = 2.086（实测）f = 1.861（计算）R RNo BoundariesNo Boundaries第5阶竖向弯曲f = 2.177（实测）f = 1.935（计算）R RNo BoundariesNo Boundaries第6阶竖向弯曲f = 2.538（实测）f = 2.356（计算）R RNo BoundariesN

25、o Boundaries 第1阶扭转f = 1.218（实测）f = 1.049（计算）R RNo BoundariesNo Boundaries第2阶扭转f = 2.321（实测）f = 1.991（计算）R RNo BoundariesNo Boundaries第1阶横向弯曲f = 0.983（实测）f = 0.942（计算）R RNo BoundariesNo Boundaries第2阶横向弯曲f = 2.395（实测）f =2.364（计算）R RNo BoundariesNo Boundaries f = 2.596（实测）f =2.452（计算）第1阶纵飘R RNo Boundar

26、iesNo Boundaries第2阶纵飘f = 3.447（实测）f =3.363（计算）R RNo BoundariesNo Boundaries第3阶纵飘f = 4.192（实测）f =4.007（计算）R RNo BoundariesNo Boundaries尼泊尔古庙宇的动力测试与抗震评估尼泊尔古庙宇的动力测试与抗震评估Photo of Nyatopol TemplePhoto of Nyatopol Temple R RNo BoundariesNo Boundaries 计算结果计算结果 试验结果试验结果1 1st st Bending mode on N-S direction

27、 Bending mode on N-S direction R RNo BoundariesNo Boundaries 计算结果计算结果 试验结果试验结果2nd Bending mode on N-S direction 2nd Bending mode on N-S direction R RNo BoundariesNo Boundaries3rd Bending mode on N-S direction 3rd Bending mode on N-S direction 计算结果计算结果 试验结果试验结果R RNo BoundariesNo Boundaries结 构 线性与非线性

28、静态与动态 特殊功能R RNo BoundariesNo Boundaries结 构 断裂力学：分析裂纹尖端的应力集中应子（KI ，KII，KIII） 为判断裂纹是否扩展提供依据 疲 劳：计算在某种循环载荷的组合作用后材料寿命耗 用系数，用以判据在这种组合荷载作用下的疲 劳寿命。 复合材料：用以计算叠层板结构对外部激励的响应： 静力、动力、非线性、热应力 管 单 元：线单元，模拟与管路相关的各种结构： 阀、膨胀节、法兰、肘弯管、斜接管、T形管等。 温度、压力、塑性 、蠕变，静动力特 殊 功 能R RNo BoundariesNo Boundaries 结构 电磁 ANSYS/隐式 系列 热学

29、流体ANSYS/显式 系列 ANSYS/LS-DYNAANSYS/LS-DYNAR RNo BoundariesNo Boundaries 稳态 ： 动态平衡 最终平稳状态 瞬态： 达到平稳状态前或边界条 件的任意变化 对流： 指定表面传导膜系数 相变： 水 冰 钢 钢水 辐射： 两物体间的能量幅射 渗流： 特指水（油、液体）在土层中的扩散 扩散： 少量气体(液体)在气体(液体或固体)中扩散 线性与非线性：材料参数是温度的函数热 学R RNo BoundariesNo Boundaries 结构 电磁 耦合场 ANSYS/隐式 系列 热学 流体 特殊功能ANSYS/显式 系列 ANSYS/LS

30、-DYNAANSYS/LS-DYNAR RNo BoundariesNo Boundaries电场分析：计算导体或电介质中的电流密度、电荷密度、 传导焦热、电场强度。电路分析：计算电路中的电势及电流值。远场单元：利用有限体积模拟无限体。非 线 性：某些铁磁性材料磁化强度M与磁场强度为非线性 关系， 对铁磁材料是磁感应强度(B)与磁场强 度(H)为非线性关系。低频静磁场（无电）谐变电磁场：交流电、外加谐波电磁场瞬态分析：电压、电流或外加 电磁场变化规律任意。电 磁 场 分 析(低频)R RNo BoundariesNo Boundaries电 磁 场 分 析(高频) 频率可高达频率可高达1001

31、00GHzGHz 雷达系统雷达系统 卫星通信系统卫星通信系统 机载雷达系统机载雷达系统 信号传输设备信号传输设备 隐形飞机设计隐形飞机设计 电磁兼容电磁兼容 电磁屏蔽电磁屏蔽R RNo BoundariesNo Boundaries 结构 电磁 耦合场 ANSYS/隐式 系列 热学 流体 特殊功能ANSYS/显式 系列 ANSYS/LS-DYNAANSYS/LS-DYNAR RNo BoundariesNo Boundaries1 层流：速度有序平稳，流体 粘性大，速度慢，油 湍流：速度快，无序，流体 粘性小，水，气2 传热：用于流体内或边界有 热源问题，热源亦可以 是幅射传热，设备机箱 绝热

32、：无能量散失流流 体体 力力 学学3 可压：高速流动的气体，密度 因高压而变化，亚音速 跨音速、超音速 不可压：油、水R RNo BoundariesNo Boundaries4 牛顿流：应力与应变率是线性关系 非牛顿流：应力与应变率是非线性 关系：聚合物、血液、 泥桨、牙膏5 分布阻尼：模拟网状物的效应 风扇模型：模拟风扇效应流 体 力 学R RNo BoundariesNo Boundaries声 学：计算流体中的压力、 梯度、 分贝级别、 可压无粘，可与结构 耦合，模拟声波共振多阻份：形态相同、粘度相似的流体用于：稀释分析，混合 分析、复合气体静流体：模拟液体的晃动，液体 与容器的相互作

33、用管 流：细管、线单元、层流、 管中液体与管壁及附连 结构的传热模拟、压力 计算流 体 力 学R RNo BoundariesNo Boundaries 单元少，计算快； 可以外延得到整个流场 的结果（3D） 水下结构的动力学分析 气弹与颤振分析 边界元（Linflow）：利用固体表面（流体边界）的单元 （边界元）计录整个流场的特性：流 体 力 学R RNo BoundariesNo Boundaries 结构 电磁 耦合场 ANSYS/隐式 系列 热学 流体 特殊功能ANSYS/显式 系列 ANSYS/LS-DYNAANSYS/LS-DYNAR RNo BoundariesNo Bounda

34、ries自然界所有物理现象实际上都是多场耦合的多物理场模拟是在一次模拟中耦合入多种物理现象的能力多 物 理 场 耦 合 分 析 的 前提条件： 1. 软件本身具有多种场的分析功能 2. 在统一的界面和统一的数据库下 3. 有能同时模拟多种现象的单元ANSYS各种物理场分析之间可进行任意多物理场模拟间接耦合：间接耦合：物理环境物理环境 直接耦合：直接耦合：多自由度单元多自由度单元耦 合 场耦 合 场R RNo BoundariesNo Boundaries1、 热应力：热分析 温度场 结构计算 热应力 接触传热 热塑性 焊接分析2、 流固耦合：流体分析 压力 结构 油箱分析，气道分析 3、 电磁

35、结构耦合：压电分析（压力产生 极化电荷，形成电 压，晶体加电压产生 伸缩变形。4、 电磁热耦合：变化磁场产生电流，发 热。涡流，感应加热。5、 四 场 耦 合： 计算机机箱，感应炼钢炉。流场边界改变耦 合 场R RNo BoundariesNo Boundaries 结构 电磁 耦合场 ANSYS/隐式 系列 热学 流体 特殊功能ANSYS/显式 系列 ANSYS/LS-DYNAANSYS/LS-DYNAR RNo BoundariesNo Boundaries特 殊 功 能 子结构：专用于结构于分析：将不关心的区域定为子结构 子模型：可用 任意场分析，将关心区域定为子模型 约束方程：耦合、刚

36、性区、质量单元，精简模型。 子结构、子模型、约束方程、单元死活、优化、二次开发利用有限的条件解决更大的问题利用有限的条件解决更大的问题R RNo BoundariesNo Boundaries单元死活单元死活特 殊 功 能 材料添加与去除 焊接 山洞开挖 施工过程R RNo BoundariesNo Boundaries3、 拓扑优化：概念设计 形状优化 材料优化 给出材料使用建议。优 化特 殊 功 能2、 形状优化 自变量：形状参数 目 标：最大应力（强度） 应力差（均匀性） 体积(重量、省料、运输) 频率（共振） 灵敏度分析灵敏度分析1、 参数优化 自变量：材料参数、板梁参数R RNo B

37、oundariesNo Boundaries特 殊 功 能二二 次次 开开 发发1、APDL：参数化设计语言ANSYS命令(函数)十数学函数语言要素 参数，数组 循环 判断 赋值 宏（子过程）2、UIDL：界面设计语言3、EX-COM：独立于ANSYS软件及版本4、UPF：一个新版本的ANSYS：C， FORTRANR RNo BoundariesNo Boundaries 结构 电磁 耦合场 ANSYS/隐式 系列 热学 流体 特殊功能ANSYS/ANSYS/显式显式 系列系列 ANSYS/LS-DYNAANSYS/LS-DYNAR RNo BoundariesNo BoundariesAN

38、SYS/LS-DYNAANSYS/LS-DYNA程序发展概况程序发展概况1976-1988, LLNL, J.O.1976-1988, LLNL, J.O.HallquistHallquist开发开发, , dynadyna系列为国际主要的非线性动力分系列为国际主要的非线性动力分析程序析程序, , 广泛用于武器结构设计和冲击广泛用于武器结构设计和冲击- -碰撞研究，碰撞研究， 在在 public domain(public domain(北约）北约）发布，被公认为现代所有显式有限元程序的发布，被公认为现代所有显式有限元程序的鼻祖鼻祖与理论基础与理论基础19871987，HallquistHal

39、lquist创建创建LSTCLSTC公司公司, , 开始了开始了DYNADYNA软件商品化的过程软件商品化的过程19901990推出推出LS-DYNA 900LS-DYNA 900，经过经过910910、920920、930930、936936、940940，目前为，目前为95095019961996年年，ANSYSANSYS与与LSTCLSTC合作推出合作推出 ANSYS/LS-DYNA5.3ANSYS/LS-DYNA5.3，目前为目前为5.5(950)5.5(950)LS-DYNA LS-DYNA 为目前市场上最快的，功能最丰富的显式有限元分析软为目前市场上最快的，功能最丰富的显式有限元分

40、析软LS-DYNA LS-DYNA 目前目前用户数量最多的显式有限元商用软件。用户数量最多的显式有限元商用软件。 LS-DYNA LS-DYNA 是目前是目前所有利用显式算法求解薄板成型程序的基础代码所有利用显式算法求解薄板成型程序的基础代码R RNo BoundariesNo BoundariesANSYS/LS-DYNAANSYS/LS-DYNA程序功能程序功能2D2D、3D3D分析能力分析能力非线性结构瞬态动力分析非线性结构瞬态动力分析拉格郎日、欧拉和任意拉格郎日拉格郎日、欧拉和任意拉格郎日- -欧拉欧拉（ALEALE）算法算法多物理场耦合分析多物理场耦合分析结构结构- -热热热热- -

41、流体流体结构结构- -流体流体热热- -结构结构- -流体流体实时声场实时声场刚体运动学和刚体刚体运动学和刚体- -柔体运动学分析柔体运动学分析三十多种接触类型三十多种接触类型121121种非线性材料模型种非线性材料模型爆炸、非理想爆轰模拟爆炸、非理想爆轰模拟失效及裂纹扩展分析失效及裂纹扩展分析先进的网格奇变处理技术先进的网格奇变处理技术: :自适应网格自适应网格网格重分网格重分Re-mapRe-map优化功能优化功能用户子程序用户子程序并行处理并行处理 秉承秉承ANSYSANSYS软件的强大的前后处理功能软件的强大的前后处理功能 强大的求解分析能力强大的求解分析能力R RNo Boundar

42、iesNo BoundariesANSYS/LS-DYNA 应用航空航天瞬态动力冲击分离过程模拟声振耦合鸟 撞 叶片包容碰撞分析 冲击、爆炸、点火空间废墟碰撞R RNo BoundariesNo BoundariesANSYS/LS-DYNA 应用汽车气囊碰撞乘员安全零部件加工电子跌落分析包装设计 电子封装 热分析制造业锻压成形铸造切割液体晃动完井射孔事故分析 管道抗冲击设计输油管道冲击爆炸熔割（射流）海上平台设计石油地震分析混凝土结构爆破作业工程结构军工内弹道、终点弹道装甲与反装甲 弹头的动能及化学能 武器设计 爆炸或震动波的传播 侵彻 空中、油中和水下爆炸 核废物装运R RNo Bound

43、ariesNo Boundaries隐式求解与显式求解优势互补隐式求解与显式求解优势互补隐隐 式式 求求 解解(ANSYS/(ANSYS/隐式隐式) )特点：隐式时间积分、时间步长可不受限制特点：隐式时间积分、时间步长可不受限制优势：求解静态、准静态、长时优势：求解静态、准静态、长时慢速动态问题慢速动态问题显显 式式 求求 解解(ANSYS/(ANSYS/显式显式 (LS-DYNA)特点：显式时间积分、时间步长受限制（有条件收敛）特点：显式时间积分、时间步长受限制（有条件收敛）优势：求解大变形优势：求解大变形高速高速动态、动态、复杂接触复杂接触、高度非线性高度非线性动力问题动力问题显显 式式-

44、 -隐隐 式式- -显显 式式 求求 解解特点：特点：ANSYSANSYS可在隐式和显式分析技术之间可在隐式和显式分析技术之间任意切换任意切换优势：二者互补，如冲压件的预应力、加工过程、回弹分析优势：二者互补，如冲压件的预应力、加工过程、回弹分析R RNo BoundariesNo Boundaries ANSYS ANSYS ANSYSANSYS: : 大型大型 通用通用 有限元分析有限元分析 商业商业 标准软件标准软件三大主要特点三大主要特点 功能强大的前后处理功能功能强大的前后处理功能( (几何模型的建立、精确的网格划几何模型的建立、精确的网格划分、直观可视化的后处理分、直观可视化的后处

45、理） 强大而广泛的分析功能强大而广泛的分析功能( (结构、热、流体、电磁、声结构、热、流体、电磁、声 学等多种物理场及多场相互耦合的线性学等多种物理场及多场相互耦合的线性, ,适用于各种工业技术适用于各种工业技术 领域）领域） 易学易用的开放体系易学易用的开放体系（界面友好、数据库统一、多平台支持、（界面友好、数据库统一、多平台支持、网络浮动、网络浮动、CADCAD接口、高效可靠求解器等接口、高效可靠求解器等） R RNo BoundariesNo Boundaries多种弹出式对话框多种弹出式对话框工具栏工具栏实用命令菜单实用命令菜单命令输入窗口命令输入窗口子菜单子菜单信息输出窗口信息输出窗

46、口图形窗口图形窗口主菜单主菜单R RNo BoundariesNo BoundariesR RNo BoundariesNo Boundaries易易 学学 易易 用用智能智能友好友好的图形用户介面，具有完美的的图形用户介面，具有完美的统一性统一性+前后处理与求解器统一前后处理与求解器统一+UNIXUNIX与与NT/95NT/95统一统一菜单按照有限元分析的菜单按照有限元分析的标准标准过程进行编排过程进行编排全部数据统一存放在全部数据统一存放在一个一个数据库文件中，并在所有系统中数据库文件中，并在所有系统中兼容兼容丰富多样的图形功能丰富多样的图形功能, , 使分析具有高度使分析具有高度可视化可

47、视化特点特点全部在线手册和超文本（全部在线手册和超文本（HTMLHTML）求助及自学求助及自学系统系统数据类型和单位制无限制，数据类型和单位制无限制，方便方便各类用户各类用户多种多种专家系统专家系统帮你帮你划分单元划分单元、控制解算控制解算、提示错误提示错误 R RNo BoundariesNo Boundaries多种高效可靠的求解方法多种高效可靠的求解方法直接解器：直接解器： Frontal Frontal 波前法波前法: : 边求解边消元边求解边消元, , 永不形成总刚永不形成总刚, , 自动优化波前，适用于大多数模型自动优化波前，适用于大多数模型 Sparse Sparse 稀疏矩阵求

48、解法稀疏矩阵求解法：适用于求解非正定或病态矩阵，如接触、运动、复杂模型、：适用于求解非正定或病态矩阵，如接触、运动、复杂模型、 分支结构等分支结构等迭代求解器迭代求解器: : JCG JCG 雅可比共扼梯度法雅可比共扼梯度法：适用于结构的谐波响应、多物理场、传热、电磁、压电、声学：适用于结构的谐波响应、多物理场、传热、电磁、压电、声学 等具有复杂、非正定分析、或非对称矩阵的分析模型等具有复杂、非正定分析、或非对称矩阵的分析模型 JCGOUT JCGOUT 内存外雅可比共扼梯度法内存外雅可比共扼梯度法：基本同：基本同JCGJCG法、但当机器内存有限时，该法更有效法、但当机器内存有限时，该法更有效

49、 ICCG ICCG 非完全乔列斯基共扼梯度法非完全乔列斯基共扼梯度法： 与与JCGJCG法类似、但适应性更强，尤其适宜解病态矩阵法类似、但适应性更强，尤其适宜解病态矩阵 PCG PCG 预置条件共扼梯度法预置条件共扼梯度法：解算速度快、硬盘空间要求小，适用于大规模模型的线性和：解算速度快、硬盘空间要求小，适用于大规模模型的线性和 非线性分析，缺省为双精度，但有单精度选项，求解极快非线性分析，缺省为双精度，但有单精度选项，求解极快 PCGOUT PCGOUT 内存外预置条件共扼梯度法内存外预置条件共扼梯度法：与：与PCGPCG法类似，但当机器内存有限时，该法更有效法类似，但当机器内存有限时，该

50、法更有效 ITER ITER 程序自动选择迭代求解法程序自动选择迭代求解法：程序根据用户所求解的问题类型自动选择最佳的迭代求解：程序根据用户所求解的问题类型自动选择最佳的迭代求解 方法，此时用户需输入一个介于方法，此时用户需输入一个介于1 1（最快）到（最快）到5 5（最精确）（最精确） 之间的精度级别，程序自动选择相应的迭代精度之间的精度级别，程序自动选择相应的迭代精度直接装配求解器直接装配求解器: : Domain Solver, AMG Solver,Domain Solver, AMG Solver, 将多将多CPUCPU功能发挥到极致功能发挥到极致R RNo BoundariesNo

51、 Boundaries模态特征值算法模态特征值算法: : Subspace Subspace 子空间迭代法子空间迭代法：用于大规模对称矩阵特征值问题的求解，可选用：用于大规模对称矩阵特征值问题的求解，可选用 波前法或波前法或JCGJCG法作为矩阵求解方法法作为矩阵求解方法 Block Lanczos Block Lanczos 分块分块LanczosLanczos法法：用于大规模对称矩阵特征值问题的求解：用于大规模对称矩阵特征值问题的求解, , 使用稀疏矩阵求解器来求解矩阵，比子空使用稀疏矩阵求解器来求解矩阵，比子空 间法快得多间法快得多 PowerDynamics PowerDynamics

52、 法法：用于计算超大规模特征值问题（子空间法：用于计算超大规模特征值问题（子空间法+PCG+PCG求解求解 器器+ +其它特殊处理技术），求解速度极快其它特殊处理技术），求解速度极快 Reduced Reduced 凝聚法凝聚法：使用凝聚刚度矩阵和凝聚质量矩阵，求解速度极快：使用凝聚刚度矩阵和凝聚质量矩阵，求解速度极快 Unsymmetric Unsymmetric 非对称法非对称法：用于求解流固耦合等具有非对称矩阵的问题：用于求解流固耦合等具有非对称矩阵的问题 Damped Damped 阻尼法阻尼法：用于如支承问题等阻尼不可忽略的情况，所得结果为复数：用于如支承问题等阻尼不可忽略的情况，所

53、得结果为复数 特征值特征值 多种高效可靠的求解方法R RNo BoundariesNo Boundaries流体力学算法流体力学算法 TDMA TDMA 三对角矩阵法三对角矩阵法：直接解法，采用标准的：直接解法，采用标准的Gauss-Gauss- Seidel Seidel迭代技术，适用于大多数流迭代技术，适用于大多数流 体未知量的求解，尤其适合于求解体未知量的求解，尤其适合于求解 动量方程和紊流方程动量方程和紊流方程 CRM CRM 共扼残差法共扼残差法：半直接解法，所需内存小：半直接解法，所需内存小 PCRM PCRM 预条件共扼残差法预条件共扼残差法：半直接解法，适应于求解共扼：半直接解

54、法，适应于求解共扼 传热等具有病态矩阵的问题传热等具有病态矩阵的问题 PGMR PGMR 预条件广义最小残差法预条件广义最小残差法：半直接解法，收敛精度高，：半直接解法，收敛精度高， 适应于求解共扼传热等具有适应于求解共扼传热等具有 病态矩阵的问题病态矩阵的问题 多种高效可靠的求解方法R RNo BoundariesNo BoundariesANSYSANSYS的全面开放性的全面开放性对用户开放对用户开放: : 用户可选余地大用户可选余地大: : 功能功能 , , 平台平台 方便的开发环境：方便的开发环境：APDLAPDL、 UIDL UIDL、EX-COMEX-COM、UPFUPF、 对其它

55、软件开放对其它软件开放: : 支持通用标准支持通用标准: IGES: IGES，SATSAT，ParaSolid .ParaSolid .直接几何接口直接几何接口: CADDS, Pro/E, UG, SAT(ACIS), . : CADDS, Pro/E, UG, SAT(ACIS), . FEA FEA 双向接口双向接口: UG, PRO/E, ADAMS, FEMAP ,: UG, PRO/E, ADAMS, FEMAP , I-DEAS, COSMOS, ALGOR, . I-DEAS, COSMOS, ALGOR, . 对平台开放对平台开放：多平台多平台/ / 操作系统操作系统: :

56、 巨型机巨型机, , 小型机小型机, , 工作站工作站, PC, PCR RNo BoundariesNo Boundaries几几 何何 模模 型型 传传 递递专专 用用 接接 口口 传传 递递 UG (EDS) UG (EDS) Pro/Engineer (PTC) Pro/Engineer (PTC) CADAM CADAM CADKEY CADKEY CADDS (CV) CADDS (CV) AutoCAD AutoCAD SolidworkSolidwork Solidedge Solidedge几几 何何 图图 形形 标标 准准 传传 递递 IGES IGES SAT SAT P

57、araSolidParaSolid 模型专用修正工具模型专用修正工具 ( (拓扑检查和修改、模型简化拓扑检查和修改、模型简化) )UGUGPro/EngineerPro/EngineerR RNo BoundariesNo BoundariesANSYSANSYS支持的硬件平台支持的硬件平台HP HP SGISGISUNSUNINTERGRAPHINTERGRAPHCRAYCRAYCONVEXCONVEX DEC DEC IBM IBM PC PC 支支 持持 从从 PCPC、WS WS 到到 巨巨 型型 机机 的的 所所 有有 硬硬 件件 平台平台 在在 网网 络络 系系 统统 所所 有有

58、软软 硬硬 件件 平平 台台 上上 自由自由浮动浮动 所所 有有 硬硬 件件 平平 台台 上上 , ,全全 部部 数数 据据 文文 件件 兼兼 容容 所所 有有 硬硬 件件 平平 台台 上上 , , 统统 一一 用用 户户 界界 面面R RNo BoundariesNo BoundariesLearning and UnderstandingApplication DevelopmentFinite Element MethodFinite Element MethodR RNo BoundariesNo BoundariesQuestions?Questions?R RNo BoundariesNo BoundariesThanks a lot for Thanks a lot for your attention!your attention!(http:/http:/)